JP3067208B2 - Quadrupole mass spectrometry using applied signal with non-resonant frequency - Google Patents

Quadrupole mass spectrometry using applied signal with non-resonant frequency

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JP3067208B2
JP3067208B2 JP7503108A JP50310895A JP3067208B2 JP 3067208 B2 JP3067208 B2 JP 3067208B2 JP 7503108 A JP7503108 A JP 7503108A JP 50310895 A JP50310895 A JP 50310895A JP 3067208 B2 JP3067208 B2 JP 3067208B2
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Abstract

A mass spectrometry method in which a combined field (comprising a trapping field and supplemental field) is established and at least one parameter of the combined field is changed to excite ions trapped in the combined field sequentially (such as for detection). The supplemental field is a periodically varying field having an off-resonance frequency, in the sense that the supplemental field frequency nearly matches (but differs from) a frequency of motion of an ion stably trapped by the trapping field alone. Sequential ion excitation in accordance with the invention can rapidly excite each ion to a degree sufficient for a desired purpose but insufficient for ejection from the trap. The amplitude of the supplemental field is kept sufficiently high to excite ions (via an off-resonance excitation mechanism) before they undergo resonant excitation.

Description

【発明の詳細な説明】 関連出願の相互参照 本願は1993年3月18日に出願された米国特許出願第03
/034,170号の一部継続出願であり、それは1992年5月14
日に出願された米国特許出願第07/884,455号の継続出願
であり、それは1991年2月28日に出願された米国特許出
願第07/662,191号の継続出願である。これらの先行する
出願は参考としてここに組み入れる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS [0001] This application is related to U.S. patent application Ser.
No. 034,170 is a continuation-in-part application, which is issued on May 14, 1992.
No. 07 / 884,455, filed on Feb. 28, 1991, is a continuation application of US Patent Application No. 07 / 662,191 filed on Feb. 28, 1991. These earlier applications are incorporated herein by reference.

発明の分野 本願発明は質量分析方法に関し、その方法において
は、イオンをイオントラップに安定的に捕捉し、その
後、検出のために選択的に励起する。さらに、詳しく
は、本願発明は、イオンを捕捉場によって安定的に捕捉
し、選択された捕捉イオンの発振の周波数帯域の周波数
成分とほぼ一致する(しかし異なる)周波数を持つ補充
場を捕捉場と重畳させて結合場を形成し、さらに、その
結合場を変えて、選択されて安定的に捕捉されたイオン
を順に励起する方法である。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to mass spectrometry methods, in which ions are stably captured in an ion trap and then selectively excited for detection. More specifically, the present invention stably captures ions by a trapping field, and designates a supplementary field having a frequency substantially coincident with (but different from) the frequency component of the frequency band of the oscillation of the selected trapped ion as the trapping field. This is a method in which a binding field is formed by superimposing, and the binding field is changed to sequentially excite selected and stably captured ions.

発明の背景 従来の質量分析方法のある種類においては、結合場
(異なる空間形状の捕捉及び補充場要素からなる)をイ
オントラップに確立し、その結合場を変更して検出のた
めに安定して捕捉されたイオンを共鳴的に励起する。例
えば、米国特許第3,065,640号(1962年11月27日に特
許)はその図1に関連して三次元四極子イオントラップ
(quadrupole ion trap)を開示する。それは、DC電圧2
Vdc及びAC電圧2Vacをそのトラップの端部電極13及びリ
ング電極11にまたがって印加してそのトラップ内に四極
子捕捉場を形成する点、補充電圧(DC成分Vg及びAC成分
2Vβからなる)をその四極子トラップの端部電極12及び
13にまたがって印加してそのトラップ内に結合(捕捉及
び補充)場を形成する点、並びに同時に印加した電圧Vg
及びVdcの一方又は両方を高めることによって結合場を
変えて、外部の検出器26で検出するために端部電極12を
通るホール25を介してトラップから捕捉イオンを排出す
る点を教示する(例えば、第3欄、13行乃至18行、及び
第9欄、9行乃至23行参照)。
BACKGROUND OF THE INVENTION In one type of conventional mass spectrometry, a binding field (consisting of capture and supplementary field elements of different spatial geometries) is established in an ion trap and the binding field is altered to stably detect it. The captured ions are excited resonantly. For example, U.S. Pat. No. 3,065,640 (patented Nov. 27, 1962) discloses a three-dimensional quadrupole ion trap in connection with FIG. It is DC voltage 2
Vdc and AC voltage 2Vac are applied across the end electrode 13 and the ring electrode 11 of the trap to form a quadrupole trapping field in the trap, the supplementary voltage (DC component Vg and AC component
2V β ) to the end electrode 12 of the quadrupole trap and
The point applied across 13 to form a coupling (capture and replenishment) field in the trap, and the voltage Vg applied simultaneously
Altering the coupling field by increasing one or both of Vdc and Vdc to teach points to eject trapped ions from the trap via hole 25 through end electrode 12 for detection by an external detector 26 (e.g., , Column 3, lines 13-18, and column 9, lines 9-23).

「MS/MS」方法として知られている従来の質量分析技
術のある種類においては、選択された範囲内の質量電荷
比(以下「m/znとして示す)を持つイオン(「親イオ
ン」としてしられている)をイオントラップ内で隔離す
る。その後、安定的に捕捉された親イオンは(例えば、
トラップ内でバックグランウンドガス分子と衝突させる
ことによって)分離して又は分離するように導かれて
「娘イオン「として知られるイオンを生成する。その娘
イオンはその後トラップから排出されて(典型的には共
鳴排出によって)検出される。
In one type of conventional mass spectrometry technique, known as the "MS / MS" method, ions having a mass-to-charge ratio (hereinafter referred to as "m / zn") within a selected range (referred to as the "parent ion"). Is isolated in an ion trap. Thereafter, the stably captured parent ion (for example,
The ions are separated or directed to separate (by bombardment with background gas molecules in the trap) to produce ions known as "daughter ions", which are then ejected from the trap (typically Is detected by resonance ejection).

例えば、1988年4月5日に発行された米国特許第4,73
6,101号は、イオン(既定の範囲内のm/zを持つ)が三次
元四極子捕捉場(捕捉電圧を四極子イオントラップのリ
ング及び端部電極に印加することによって確立される)
内に捕捉されるMS/MS方法を開示する。その捕捉場はそ
の後走査されて不要な親イオン(所望のm/zを持つ親イ
オンではないイオン)を連続的にトラップから排出す
る。捕捉場はその後再び変えられて対象の娘イオンを蓄
積することができるようになる。捕捉された親イオンは
分離されて娘イオンを生成し、その娘イオンは連続的に
(質量電荷比を基準に順に)検出のためにトラップから
排出される。
For example, US Pat. No. 4,734, issued on Apr. 5, 1988
No. 6,101 describes a three-dimensional quadrupole trapping field (established by applying a trapping voltage to the ring and end electrodes of a quadrupole ion trap) where ions (with m / z within a given range) are applied.
Disclosed are MS / MS methods captured within. The trapping field is then scanned to continuously eject unwanted parent ions (non-parent ions having the desired m / z) from the trap. The capture field is then changed again so that daughter ions of interest can accumulate. The captured parent ions are separated to produce daughter ions, which are continuously (in order based on mass-to-charge ratio) ejected from the trap for detection.

米国特許第4,736,101号は(第5欄、16行乃至42行に
おいて)分離期間の後にトラップに補充AC場を確立し
(捕捉場に加えて、)その間、捕捉電圧を走査する(又
は、その間、捕捉電圧を一定に保持するとともに補充AC
場の周波数を走査する)点を教示する。補充AC場の周波
数は捕捉イオン発振の周波数帯域の成分の1つと一致
し、これにより、その補充AC場は、各捕捉イオンの永続
的(永年)周波数が(変化する結合場内で)補充AC場の
周波数と一致するようになると、トラップから安定的に
捕捉されたイオンの列を共鳴的に排出する。
U.S. Pat. No. 4,736,101 establishes (in column 5, lines 16-42) a supplemental AC field in the trap after the separation period (in addition to the capture field), during which the scanning voltage is scanned (or during that time). Keeping the capture voltage constant and supplementing AC
(Travel the frequency of the field). The frequency of the supplemental AC field matches one of the components of the frequency band of the trapped ion oscillation, so that the supplemental AC field has a permanent (secular) frequency for each trapped ion (in a changing coupling field). When the frequency coincides with the frequency, the trapped ion train is ejected from the trap in a resonant manner.

同様に、米国特許第4,882,484号(1989年11月21日に
発行)は、安定的に捕捉されたイオンを三次元四極子
(ほぼ四極子)トラップから共鳴排出することを教示し
ており、それは、イオントラップ領域内に確立された結
合場(RF捕捉および補充AC場成分を持つ)を走査するこ
とによって、例えば、補充場の周波数を走査することに
よって又は捕捉場のパラメータを走査する間に補充場の
周波数を一定に保持することによって達成される。
Similarly, U.S. Pat. No. 4,882,484, issued Nov. 21, 1989, teaches the resonant ejection of stably trapped ions from a three-dimensional quadrupole (near quadrupole) trap, which Replenishing by scanning the established binding field (with RF capture and replenishment AC field components) in the ion trapping area, for example by scanning the replenishment field frequency or while scanning the capture field parameters This is achieved by keeping the frequency of the field constant.

従来の共鳴励起技術(共鳴排出方法を含む)の問題点
は、結合場のパラメータの変更を共鳴励起の間慎重に制
御して、異なるイオン種の同時排出(質量分析の損失)
及び他の望ましくない干渉影響を回避しなければならな
い点にある。例えば、結合場の補充AC場成分を掃引又は
走査する間、他の結合場のパラメータを一定に保持する
という、従来の共鳴励起方法を考慮しなればならない。
この場合には、補充AC場成分を確立するAC補充電圧信号
のピークピーク振幅を慎重に制御しなければならず(そ
れは特定の振幅に維持されて対象のイオンが共鳴状態を
確立するようにしなければならない)、さらに、補充電
圧信号のAC周波数の変化の速度も慎重に制御して異なる
イオン種の同時排出による受け入れられないような質量
解像能の低下を回避しなければならない。
The problem with conventional resonance excitation techniques (including the resonance ejection method) is that changing the parameters of the binding field is carefully controlled during resonance excitation to simultaneously eject different ion species (loss of mass spectrometry).
And other undesirable interference effects must be avoided. For example, conventional resonance excitation methods must be considered, such as keeping other coupling field parameters constant while sweeping or scanning the supplemental AC field components of the coupling field.
In this case, the peak-to-peak amplitude of the AC replenishment voltage signal that establishes the replenishment AC field component must be carefully controlled (it must be maintained at a particular amplitude to establish the resonance of the ions of interest. In addition, the rate of change of the AC frequency of the refill voltage signal must be carefully controlled to avoid unacceptable loss of mass resolution due to simultaneous ejection of different ion species.

エルスバイアー(Elsevier)によって1976年に出版さ
れ、ピー・エイチ・ドーソン(P.H.Dawson)によって編
集された、「四極子質量分析及びその応用」(Quadrupo
le Mass Spectrometry and its Applications)は、49
頁乃至50頁において、共鳴励起の間に利用された補充場
の周波数が、安定的に捕捉されたイオンの共鳴周波数に
近似するがそれとは異なると、異なる共鳴周波数を持つ
イオンを、変化する結合場によって検出のために同時に
励起することができる点を開示する。これは分解能を望
ましくなく限定すると言われている。
Quadrupole mass spectrometry and its applications, published in 1976 by Elsevier and edited by PHDawson (Quadrupo
le Mass Spectrometry and its Applications)
From page 50 to page 50, the frequency of the supplementary field utilized during resonance excitation approximates, but differs from, the resonance frequency of stably trapped ions, causing ions having different resonance frequencies to undergo varying coupling. Disclosed is that the field can be excited simultaneously for detection. This is said to undesirably limit the resolution.

安定的に捕捉されたイオンを励起するための他の従来
技術は「質量選択的不安定状態」励起として知られてい
る。この技術の例が上掲の米国特許第4,882,484号と欧
州特許出願公開第350,159A(1990年1月10日に公開)と
に開示されている。
Another prior art technique for exciting stably trapped ions is known as "mass selective unstable state" excitation. Examples of this technique are disclosed in the above-cited U.S. Pat. No. 4,882,484 and European Patent Application Publication No. 350,159A (published Jan. 10, 1990).

質量選択的不安定励起においては、捕捉場(典型的に
は四極子捕捉場)をトラップ領域に確立して安定的にイ
オンを捕捉し、そして、その捕捉場の1又は2以上のパ
ラメータを掃引(又は走査)して捕捉されたイオンが連
続的に不安定になるようにする。各安定的に捕捉された
イオンは、捕捉場によって決定された安定的内の位置に
位置付けられるパラメータによって特徴付けられる。図
2は四極子捕捉場用の安定図の例である(図2は以下で
より詳細に説明する)。図2を参照すると、安定包絡線
内(βr=0、βz=1、βr=1及びβz=0と付さ
れた4つの曲線によって境界がつけられた領域内)の
「a」及び「q」のパラメータを持つイオンは、四極子
捕捉場に安定的に捕捉することができる(図2内のパラ
メータ「e」及び「m」はそれぞれ電荷数及び質量を示
す)。質量選択的不安定励起を実行する場合において
は、変化する捕捉場によりイオンが不安定になり、そし
て、安定的に捕捉された連続するイオンの「a」及び/
又は「q」のパラメータを安定図の外側に(安定図内か
ら)移動させることによってそれらのイオンが排出され
る。
In mass selective labile excitation, a trapping field (typically a quadrupole trapping field) is established in the trapping region to stably trap ions and to sweep one or more parameters of the trapping field. (Or scanning) so that the captured ions are continuously unstable. Each stably trapped ion is characterized by parameters located at locations within the stability determined by the trapping field. FIG. 2 is an example of a stability diagram for a quadrupole capture field (FIG. 2 is described in more detail below). Referring to FIG. 2, "a" and "q" in the stability envelope (in the area bounded by the four curves labeled βr = 0, βz = 1, βr = 1, and βz = 0). Can be stably trapped in the quadrupole trapping field (parameters “e” and “m” in FIG. 2 indicate charge number and mass, respectively). In performing mass selective labile excitation, the changing trapping field destabilizes the ions, and the "a" and / or
Alternatively, by moving the parameter “q” to the outside of the stability diagram (from within the stability diagram), those ions are ejected.

従来のいくつかの質量選択的不安定励起方法において
は、補充場が、捕捉場の掃引又は走査の間にトラップ内
に確立される(AC発振器が電極の一方又は両方に接続さ
れる)。例えば、上掲の欧州特許出願350,159Aは(第3
欄58行乃至第4欄25行において)、四極子イオントラッ
プ内で四極子捕捉場のパラメータを掃引く又は走査する
間に補充AC電圧をその四極子イオントラップの端部電極
に印加する点を教示する。その出願はまた四極子捕捉場
のパラメータを固定し、そして補充AC周波数を掃引又は
走査して質量選択的不安定排出を完了することができる
点も教示する。その出願は、さらに、四極子捕捉場がRF
周波数成分を持ち、補充AC電圧の周波数がほぼそのRF周
波数の半分に等しく(例えば、RF周波数の半分のプラス
又はマイナス20パーセント内)、さらに、補充AC電圧が
z(軸線)方向へのイオン運動の特徴のある周波数に一
致する周波数を持つ点を教示する。
In some conventional mass selective unstable excitation methods, a fill field is established in the trap during the sweep or scan of the capture field (AC oscillator connected to one or both electrodes). For example, the above-mentioned European Patent Application 350,159A (3rd
(From column line 58 to column 4, line 25), the point at which a supplemental AC voltage is applied to the end electrodes of the quadrupole ion trap while sweeping or scanning the parameters of the quadrupole capture field in the quadrupole ion trap. Teach. The application also teaches that the parameters of the quadrupole capture field can be fixed and the supplemental AC frequency can be swept or scanned to complete the mass selective unstable ejection. The application further states that the quadrupole capture field is RF
It has a frequency component, the frequency of the supplemental AC voltage is approximately equal to half its RF frequency (eg, within plus or minus 20 percent of half the RF frequency), and the supplemental AC voltage has ion motion in the z (axis) direction. The point which has the frequency which coincides with the characteristic frequency of is taught.

米国特許第4,749,860号(1988年6月日に発行)に開
示された従来の他の捕捉イオン励起方法においては、補
充AC電圧が、四極子イオントラップ内で四極子捕捉場の
パラメータを掃引又は走査する間に(例えば、米国特許
第4,749,860号の図2に示された走査図内の期間Cの間
に)、その四極子イオントラップの端部電極に印加され
る。その補充AC電圧の周波数は、安定的に捕捉されたイ
オンの連続を共鳴的に排出するように選択される。同時
に、他の捕捉イオンは、変化する結合場において連続的
に不安定になるといわれている。
In another conventional method of trapped ion excitation disclosed in U.S. Pat. No. 4,749,860 issued June 1988, a supplemental AC voltage sweeps or scans the quadrupole trap field parameters in a quadrupole ion trap. (E.g., during period C in the scan shown in FIG. 2 of U.S. Pat. No. 4,749,860) applied to the end electrode of the quadrupole ion trap. The frequency of the replenishment AC voltage is selected to resonately eject a series of stably trapped ions. At the same time, other trapped ions are said to be continuously unstable in the changing binding field.

しかし、質量選択的不安定励起の欠点は、蓄積するこ
とができるイオン数及び十分な質量分析能により分析さ
れた質量に対するダイナミックレンジが非常に限定され
る点にある。本願発明に係る方法を実行すると、ダイナ
ミックレンジを拡張することによってその欠点を回避
し、従来の共鳴励起方法の上記の欠点も回避することが
できる。
However, the disadvantage of mass-selective unstable excitation is that the dynamic range for the analyzed mass is very limited with the number of ions that can be accumulated and sufficient mass spectrometry. When the method according to the present invention is implemented, its disadvantages can be avoided by extending the dynamic range, and the above-mentioned disadvantages of the conventional resonance excitation method can also be avoided.

三次元四極子捕捉操作ではなく、四極子質量フィルタ
操作に関連して、上掲の「四極子質量分析及びその応
用」(1976年)は、74頁乃至76頁において、正弦波補充
場を四極子質量フィルタを確立する場に重ね、その補充
場の周波数はフィルタを通過して伝搬する選択イオンの
永続的周波数とは少しの量(Δω)だけ異なる点を教示
する。そのような補充場(それは、「近似共鳴」又は
「非共鳴」(「共鳴外れ」(off−resonance))補充場
というように示すことができる)は、フィルタを通過す
る運動がそのような永続的周波数を持つイオンを、運動
がわずかに異なる永続的周波数を持つイオンから分離
(フィルタ)(うなり周波数状態を確立することによっ
て)することができるといわれている。しかし、その文
献は、「非共鳴」場を、変化する結合場(三次元イオン
トラップ内に確立されたもの)の1つの成分として印加
して、選択された捕捉イオンを連続的に励起(共鳴励起
又は質量選択的不安定励起とは異なる機構によって)し
なければならない点は示唆していない。また、三次元ト
ラップ操作ではなくて、質量フィルタ操作に関連して、
1960年に発行された米国特許2,950,389号は近似共鳴補
充場の印加により、フィルタを通過する運動が第1永続
的周波数を持つイオンを、わずかに異なる永続周波数を
運動が持つイオンから分離(フィルタ)することができ
る点を教示する。
In connection with quadrupole mass filter operation rather than three-dimensional quadrupole capture operation, the above-mentioned "Quadrupole Mass Spectrometry and Its Applications" (1976) describes the use of a sinusoidal supplementary field on pages 74-76. Overlapping the field establishing a pole mass filter teaches that the frequency of the supplementary field differs by a small amount (Δω) from the permanent frequency of selected ions propagating through the filter. Such a refill field (which can be referred to as an "approximately resonant" or "non-resonant"("off-resonance") refill field is such that motion through the filter is such a permanent It is said that ions with a target frequency can be separated (filtered) (by establishing beat frequency conditions) from ions with a permanent frequency whose motion is slightly different. However, that document applies a "non-resonant" field as one component of a changing binding field (established in a three-dimensional ion trap) to continuously excite (resonantly) selected trapped ions. It does not suggest that it must be (by a mechanism different from excitation or mass selective unstable excitation). Also, in connection with mass filter operation, not three-dimensional trap operation,
U.S. Pat. No. 2,950,389, issued in 1960, discloses that the application of an approximate resonant fill field separates ions whose motion through the filter has a first permanent frequency from ions whose motion has a slightly different permanent frequency (filter). Teach what you can do.

発明の概要 本願発明は質量分析方法であり、それは結合場(捕捉
場及び補充場からなる)を確立する工程と、結合場の少
なくとも1つのパラメータを変更してその結合場内に捕
捉されたイオンを連続的に(例えば検出のために)励起
する工程とを含む。補充場は、その補充場の周波数が、
捕捉場のみによって安定的に捕捉されたイオンの発振周
波数帯域の周波数成分の周波数と近似的に一致する(し
かし異なる)という意味において、「非共鳴」周波数を
持つ周期的に変化する場である。ここでは、補充場は
「非共鳴」場というように示すことがある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method for mass spectrometry, comprising the steps of establishing a binding field (comprising a capture field and a supplementary field), and altering at least one parameter of the binding field to reduce ions trapped in the binding field. Exciting sequentially (eg, for detection). The refill site has a frequency of the refill site,
It is a periodically changing field having a "non-resonant" frequency in the sense that it approximately matches (but differs) the frequency of the frequency component of the oscillation frequency band of the ions stably captured only by the capture field. Here, the refill field may be referred to as a "non-resonant" field.

本願発明に係る連続的イオン励起(ここでは「非共
鳴」走査又は励起というように示すことがある)は、ト
ラップから瞬時にイオン列を排出することができるが
(又は列内の各イオンを検出のような所望の目的のため
に十分な程度まで瞬時に励起することができるが)、そ
の理由は補充場が連続内の各イオンの軌道(trajector
y)を増加するからであり、それはその補充場が十分な
大きさをピークピーク振幅を持って所望の短時間周期内
において各イオン質量軌道を所望の量まで増加するため
であり、それは、共鳴状態を確立することがない状態で
又は共鳴状態が運動のイオン周波数と補充場周波数との
間に確立される前に行われる。
Continuous ion excitation (sometimes referred to herein as "non-resonant" scanning or excitation) according to the present invention can cause an instantaneous ejection of an ion train from the trap (or detect each ion in the train). Can be instantaneously excited to a sufficient degree for the desired purpose, such as the trajector of each ion within the continuum.
y) because the refill field increases each ion mass trajectory to a desired amount within a desired short period of time with sufficient magnitude peak-to-peak amplitude, This is done without establishing a state or before a resonance state is established between the ionic frequency of the motion and the fill field frequency.

実施例の1つの種類においては、捕捉イオンは、結合
場の捕捉場成分の少なくとも1つのパラメータを変える
間に非共鳴場を一定に保持することによって連続的に励
起される。他の実施例においては、捕捉場は、捕捉場を
一定に保持する間に非共鳴場の少なくとも1つのパラメ
ータを変更(例えば、掃引又は走査)することによって
連続的に励起される。
In one type of embodiment, the trapped ions are excited continuously by keeping the non-resonant field constant while changing at least one parameter of the trap field component of the binding field. In another embodiment, the capture field is excited continuously by changing (eg, sweeping or scanning) at least one parameter of the non-resonant field while keeping the capture field constant.

すべての実施においては、非共鳴場のピークピーク振
幅が十分に高く維持されてイオンが共鳴励起状態になる
前にそれらのイオンを励起する(非共鳴励起作用を介し
て)。例えば、非共鳴場周波数が掃引されると、一連の
イオンのいずれかの発振的運動が、変化している結合場
内で共鳴励起に状態になる前に、非共鳴場のピークピー
ク振幅が十分高く維持され、それにより、非共鳴励起を
介して結合場から一連の捕捉イオンの各々が排出され
る。
In all implementations, the peak-to-peak amplitude of the non-resonant field is maintained high enough to excite the ions (via non-resonant excitation) before the ions enter a resonant excited state. For example, when the non-resonant field frequency is swept, the peak-to-peak amplitude of the non-resonant field is sufficiently high before the oscillating motion of any of the series of ions becomes resonant excitation in the changing coupling field. Is maintained, thereby ejecting each of the series of trapped ions from the binding field via non-resonant excitation.

これに対し、従来の共鳴励起方法においては、結合場
の変化速度が制御され、また、(固定され又は変化す
る)補充場(その周波数は捕捉イオンの周波数に一致す
る)のピークピーク振幅も制御されて、それを、対象の
イオンの運動の頻度を印加補充AC場の周波数に一致させ
る値に維持し、それにより、共鳴状態が励起のために確
立される。それらのパラメータが適切に制御されない
と、異なる(しかし類似する)m/z比率を持つイオンの
同時排出(つまり、第1m/z比率を持つイオンの共鳴励起
と第1m/z比率とはわずかに異なる第2m/z比率を持つ第2
イオンの同時非共鳴励起とを経由して)が生じることが
ある。典型的な従来の共鳴励起においては、補充場のピ
ークピーク振幅は1ボルトより小さく制御することがあ
るが(これにより上述のような干渉効果を回避する)、
本願発明の対応する実施例(同一の捕捉場を用いるも
の)においては、非共鳴場を生成する補充信号は1ボル
トよりかなり大きなピークピーク振幅を持つことができ
る(これにより、質量分析が従来の共鳴励起の場合より
もかなり速やかに実行できる)。
In contrast, in the conventional resonance excitation method, the rate of change of the coupling field is controlled, and the peak-to-peak amplitude of the (fixed or changing) supplementary field (the frequency of which coincides with the frequency of the trapped ion) is also controlled. Then, it is maintained at a value that matches the frequency of movement of the ions of interest to the frequency of the applied supplementary AC field, whereby a resonance state is established for excitation. If these parameters are not properly controlled, simultaneous ejection of ions with different (but similar) m / z ratios (ie, resonance excitation of ions with first m / z ratio and slightly Second with different second m / z ratio
(Via simultaneous non-resonant excitation of ions). In typical conventional resonant excitation, the peak-to-peak amplitude of the fill field may be controlled to less than 1 volt (this avoids the interference effects described above),
In a corresponding embodiment of the present invention (using the same capture field), the supplemental signal that produces the non-resonant field can have a peak-to-peak amplitude much greater than 1 volt (this allows mass spectrometry to be more conventional). Much faster than with resonance excitation).

本願発明の望ましい実施例においては、変化する結合
場は選択された捕捉イオンを検出のために(又は検出以
外の目的のために)結合場から連続的に排出する。他の
例においては、本願発明は結合場から捕捉イオンを排出
することなくその捕捉イオンを連続的に励起する。
In a preferred embodiment of the present invention, the changing binding field continuously removes selected trapped ions from the binding field for detection (or for purposes other than detection). In another example, the present invention excites the captured ions continuously without ejecting the captured ions from the binding field.

望ましい実施例においては、結合場は三次元四極子イ
オントラップの2つの端部電極及びリング電極から囲ま
れるトラップ領域に確立される。それらの実施例におい
ては、結合場は、基本電圧を1又は2以上のリング電極
及び端部電極に印加することによって生成される四極子
捕捉場と、補充AC電圧を端部電極に印加することによっ
て生成される補充場とからなる。基本電圧のRF(又はD
C)成分の振幅(又はRF成分の周波数)は、補充AC電圧
を端部電極に印加する間に走査若しくはそうでなければ
変化させることができ、又は四極子捕捉場を一定に保持
する一方補充AC電圧のパラメータを走査又はそうでなけ
れば変化させ、これにより、検出のための(又はバッフ
ァガスの存在内でイオン反応又は分離の誘導を含むよう
な他の様々な目的のいずれかのための)m/z比率の範囲
を持つイオンを連続的にかつ非共鳴的に励起する。
In a preferred embodiment, the coupling field is established in a trapping region surrounded by two end electrodes and a ring electrode of a three-dimensional quadrupole ion trap. In these embodiments, the coupling field may be a quadrupole capture field created by applying a fundamental voltage to one or more ring and end electrodes, and applying a supplemental AC voltage to the end electrodes. And a replenishment station generated by RF of fundamental voltage (or D
C) The amplitude of the component (or the frequency of the RF component) can be scanned or otherwise varied during the application of the supplemental AC voltage to the end electrodes, or the supplementation while keeping the quadrupole capture field constant The parameters of the AC voltage are scanned or otherwise varied, thereby allowing for detection (or any of a variety of other purposes, including induction of ionic reactions or separations in the presence of buffer gas). 2.) Exciting ions having a range of m / z ratio continuously and non-resonantly.

図面の簡単な説明 図1は本願発明の望ましい実施例の種類を実行するた
めに有用な装置の簡略化した概略図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a simplified schematic diagram of an apparatus useful for implementing a type of preferred embodiment of the present invention.

図2は図1の装置によって発生することがきる四極子
捕捉場用の安定図である。
FIG. 2 is a stability diagram for a quadrupole capture field that can be generated by the apparatus of FIG.

好ましい実施例の詳細な説明 ある種類の望ましい実施例を図2に示す安定図を参照
しながら説明する。それらの実施例においては、捕捉場
(結合場の捕捉場成分)は(振幅V及び周波数Ωの)正
弦波RF電圧成分と選択的に(振幅Uの)DC電圧成分とを
持ち、図1に示す種類の四極子イオントラップのリング
及び端部電極に印加される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One type of preferred embodiment will be described with reference to the stability diagram shown in FIG. In those embodiments, the capture field (the capture field component of the coupling field) has a sinusoidal RF voltage component (of amplitude V and frequency Ω) and optionally a DC voltage component (of amplitude U) and is shown in FIG. Applied to the ring and end electrodes of the quadrupole ion trap of the type shown.

四極子イオントラップのために、周知のマシュー(Ma
thieu)式の解が図2に示された形状を持つ安定図を明
示する。図2を参照すると、「a」及び「q」のパラメ
ータが安定包絡線内にある(βr=0、βz=1、βr
=1及びβz=0が付された4つの曲線によって境界が
付けられた領域内にある)イオンを四極子捕捉場に安定
的に捕捉することができる(図2内のパラメータ「e」
及び「m」はそれぞれ電荷数及び質量を示す)。半径方
向の運動が範囲0<βr<1内にあるパラメータβrに
よって特徴付けられ、さらに、軸方向の運動が範囲0<
βz<1内のパラメータβzによって特徴付けられたイ
オンが安定的に捕捉される。
For the quadrupole ion trap, the well-known Matthew (Ma
The solution of the (thieu) equation specifies a stability diagram having the shape shown in FIG. Referring to FIG. 2, the parameters “a” and “q” are within the stability envelope (βr = 0, βz = 1, βr
Ions (in the area bounded by the four curves labeled = 1 and βz = 0) can be stably captured in the quadrupole capture field (parameter “e” in FIG. 2).
And "m" indicate the number of charges and the mass, respectively). The radial motion is characterized by a parameter βr that falls within the range 0 <βr <1, and furthermore, the axial motion is characterized by the range 0 <
The ions characterized by the parameter βz within βz <1 are stably trapped.

図1に示す四極子イオントラップ装置は本願発明の望
ましい実施例の種類を実行するのに有益である。図1の
装置はリング電極11及び端部電極12、13を含む。基本電
圧発生装置14のスイッチが(制御回路31からの制御信号
に応答して)オンに切り換えられて基本電圧が電極11と
電極12及び13との間に印加されると、三次元四極子捕捉
場が、電極11乃至13によって囲まれた領域16に確立され
る。基本電圧は振幅V及び周波数ωを持つ正弦波電圧か
らなるとともに選択的に振幅UのDC成分を持つ。ωは典
型的な例では無線周波数(RF)レンジ内にある。
The quadrupole ion trap device shown in FIG. 1 is useful for implementing a type of preferred embodiment of the present invention. 1 includes a ring electrode 11 and end electrodes 12,13. When the switch of the basic voltage generator 14 is turned on (in response to a control signal from the control circuit 31) and the basic voltage is applied between the electrode 11 and the electrodes 12 and 13, the three-dimensional quadrupole capture A field is established in the area 16 surrounded by the electrodes 11-13. The basic voltage is composed of a sine wave voltage having an amplitude V and a frequency ω, and has a DC component having an amplitude U selectively. ω is typically in the radio frequency (RF) range.

イオン蓄積領域16は半径r0と垂直方向寸法z0を持つ。
電極11、12及び13は結合変圧器32を介して接地された共
通モードである。
The ion accumulation region 16 has a radius r 0 and a vertical dimension z 0 .
The electrodes 11, 12 and 13 are in a common mode grounded via a coupling transformer 32.

補充AC電圧発生装置35のスイッチをオンに切り換えて
(制御回路31からの制御信号に応答して)、所望の補充
AC電圧を、図示するように端部電極12及び13に(又は、
その代わりに、電極11と電極12及び13の一方又は両方と
の間に)印加することができる。望ましい実施例におい
ては、発生装置35によって生成された補充AC電圧信号は
ピークピーク振幅Vsuppと「非共鳴」周波数ωsupp(以
下に説明する)を持つように選択される。四極子捕捉場
と補充AC電圧によって確立される補充(「非共鳴」)場
からなる結合場を変えて検出のために(又は他の目的の
ために)本願発明にしたがって連続的に所望の捕捉イオ
ンを励起することができる。いつかの実施例において
は、結合場は、両方の要素14及び35から出力された電圧
信号によって生じる結合場の1又は2以上のパラメータ
(V、ω、U、Vsupp及びωsupp)を走査又は掃引(以
下「走査」と示す)することによって変えることがで
き、これによって連続的に所望の捕捉イオンを励起する
ことができる。
The switch of the replenishment AC voltage generator 35 is turned on (in response to a control signal from the control circuit 31), and the desired replenishment is performed.
An AC voltage is applied to the end electrodes 12 and 13 as shown (or
Alternatively, it can be applied (between the electrode 11 and one or both of the electrodes 12 and 13). In the preferred embodiment, the supplemental AC voltage signal generated by generator 35 is selected to have a peak-to-peak amplitude Vsupp and a "non-resonant" frequency ωsupp (described below). Changing the combined field consisting of the quadrupole capture field and the supplementary ("non-resonant") field established by the supplemental AC voltage to continuously obtain the desired capture in accordance with the present invention for detection (or for other purposes) Ions can be excited. In some embodiments, the coupling field scans or scans one or more parameters (V, ω, U, V supp and ω supp ) of the coupling field caused by the voltage signals output from both elements 14 and 35. This can be changed by performing a sweep (hereinafter, referred to as “scan”), whereby the desired trapped ions can be continuously excited.

フィラメント17は、フィラメント電源18によって電力
が与えられるときには、イオン化電子ビームを端部電極
12の孔を介して領域16に指向する。電子ビームは領域16
内のサンプル分子をイオン化し、これにより、その結果
のイオンを四極子捕捉場によって領域16内に捕捉するこ
とができる。筒状ゲート電極及びレンズ19はフィラメン
トレンズ制御回路21によって制御されて電子ビームをゲ
ート制御して所望によりオフ及びオンする。
When the filament 17 is powered by the filament power supply 18, the filament 17
It is directed to region 16 via 12 holes. The electron beam is in area 16
The sample molecules within are ionized so that the resulting ions can be captured in region 16 by the quadrupole capture field. The cylindrical gate electrode and lens 19 are controlled by a filament lens control circuit 21 to gate-control the electron beam and turn off and on as desired.

1つの実施例においては、端部電極13は貫通孔23を持
ち、それを介してイオンを領域16から排出して、外部に
配置した電子倍増管検出器24によって検出することがで
きる。電位計27は検出器24の出力に現れた電流信号を受
取り、それを電圧信号に変換し、それは回路28内で加算
されるとともに記憶されてプロセッサ29内で処理され
る。
In one embodiment, the end electrode 13 has a through hole 23 through which ions can be ejected from the region 16 and detected by an externally placed electron multiplier detector 24. Electrometer 27 receives the current signal appearing at the output of detector 24 and converts it to a voltage signal, which is summed and stored in circuit 28 and processed in processor 29.

図1の装置の変形例においては、貫通孔23が省略され
てトラップ内検出器が代わりに用いられる。そのような
トラップ内検出器はトラップの端部電極自体から構成す
ることができる。例えば、一方又は他方の端部電極を燐
光性の材料(それはその表面の1つへのイオンの入射に
応答して光子を出力する)から構成(又は部分的に構
成)することができる。実施例の他の種類においては、
トラップ内検出器は端部電極とは別のものとするが、そ
れらの一方又は両方に一体的に取り付けられる(イオン
を検出するためであり、そのイオンは端部電極に衝突す
るが、領域16に面する端部電極の表面の形状に重大なゆ
がみを生じさせるものではない)。トラップ内のこの種
類の1つの例としてはファラデー効果検出器があり、そ
こでは、電気的に絶縁された導電ピンが、そのチップ先
端が端部電極表面と同一高さとなるように配置される
(望ましくは、端部電極13の中央にあるz軸線に沿った
位置である)。他の例としては、他の種類のイオン検出
器、例えば、検出すべきイオンが検出器に直接衝突する
ことを要求しないイオン検出器を採用することができる
(この後者の種類の検出器の例はここでは「原位置検出
器」として示し、それは共鳴出力吸収検出手段と画像電
流検出手段とを含む)。
In the variant of the device of FIG. 1, the through-hole 23 is omitted and an in-trap detector is used instead. Such an in-trap detector can consist of the end electrode of the trap itself. For example, one or the other end electrode can be composed (or partially composed) of a phosphorescent material, which outputs photons in response to the incidence of ions on one of its surfaces. In another type of embodiment,
The in-trap detector is separate from the end electrodes, but is integrally attached to one or both of them (to detect ions, which strike the end electrodes, It does not cause significant distortion in the shape of the surface of the end electrode facing the surface). One example of this type of trap is a Faraday effect detector, in which electrically insulated conductive pins are positioned so that their tips are flush with the end electrode surface ( Desirably, the position is along the z-axis at the center of the end electrode 13). As another example, other types of ion detectors can be employed, for example, ion detectors that do not require that the ions to be detected collide directly with the detector (examples of this latter type of detector). Are referred to herein as "in-situ detectors, which include resonance output absorption detection means and image current detection means.)

各トラップ内検出器の出力は適切な検出器回路電極を
介してプロセッサ29に供給される。
The output of each in-trap detector is provided to processor 29 via the appropriate detector circuit electrodes.

いくつかの実施例においては、発生装置35は十分な出
力の補充AC信号をリング電極(端部電極ではなく)に供
給する発生装置によって置き換えられ、それにより、z
軸線方向ではなく半径方向(つまり、リング電極11に向
かう半径方向)にイオンがトラップを出るように誘導す
る。z軸線に沿って設けられた検出器を用いて他のイオ
ンを検出する前に不要なイオンを半径方向にトラップか
ら排出するように高出力の補充信号をトラップに印加す
ると、補充信号の印加の間に検出器の飽和を回避するこ
とができるのでイオン検出器の作動寿命を十分に増加さ
せることができる。
In some embodiments, the generator 35 is replaced by a generator that provides a supplemental AC signal of sufficient power to the ring electrodes (rather than the end electrodes), thereby reducing the z
The ions are guided to exit the trap in the radial direction (ie, in the radial direction toward the ring electrode 11) instead of the axial direction. Applying a high-power replenishment signal to the trap so that unnecessary ions are radially ejected from the trap before detecting other ions using a detector provided along the z-axis, Since the saturation of the detector can be avoided in the meantime, the operating life of the ion detector can be sufficiently increased.

四極子捕捉場がDC成分を持つと、それは高周波及び低
周波カットオフの両方を持つことがあり、低周波カット
オフより低い又は高周波カットオフより高い発振周波数
を持つイオンを捕捉できなくなる。
If the quadrupole capture field has a DC component, it may have both high and low frequency cutoffs and will not be able to capture ions with oscillation frequencies below the low frequency cutoff or above the high frequency cutoff.

制御回路31は制御信号を発生して、基本電圧発生器1
4、フィラメント制御回路21及び補充AC電圧発生装置35
の制御を行う。回路31はプロセッサ29から受けとるコマ
ンドに応答して制御信号を回路14、21及び35に送り、さ
らにプロセッサ29からの要求に応答してデータをプロセ
ッサ29に送る。
The control circuit 31 generates a control signal and outputs the basic voltage generator 1
4, Filament control circuit 21 and supplementary AC voltage generator 35
Control. Circuit 31 sends control signals to circuits 14, 21 and 35 in response to commands received from processor 29, and sends data to processor 29 in response to requests from processor 29.

制御回路31は、望ましくは、補充AC電圧発生装置35に
よって現わされた各補充電圧信号の周波数−振幅帯域を
速やかに作りかつ制御する型のデジタルプロセッサ又は
アナログプロセッサからなる(又は、適当なデジタル信
号プロセッサ又はアナログプロセッサを発生器35内に組
み込むことができる)。この目的に適したデジタルプロ
セッサは市販の入手可能なモデルから選択することがで
きる。デジタル信号プロセッサを用いると、異なる周波
数−振幅帯域を持つ補充電圧信号の連続を速やかに発生
することができる(例えば、イオン蓄積の間のノッチフ
ィルタ済み広帯域信号の印加)。
Control circuit 31 preferably comprises a digital or analog processor of the type that quickly creates and controls the frequency-amplitude band of each supplemental voltage signal represented by supplementary AC voltage generator 35 (or an appropriate digital processor). A signal processor or analog processor can be incorporated in the generator 35). Digital processors suitable for this purpose can be selected from commercially available models. With a digital signal processor, a succession of supplemental voltage signals having different frequency-amplitude bands can be quickly generated (eg, application of a notch filtered broadband signal during ion storage).

本願発明によると、捕捉場がトラップ領域(例えば、
図1の領域16)に確立され、イオンが捕捉場に形成又は
誘導されてそこに安定的に捕捉される。捕捉場は、イオ
ン周波数の捕捉レンジに対応する選択されたレンジ内の
m/z比率を持つイオンを蓄積することができる。結合場
(捕捉場及び補充場からなる)がトラップ領域に確立さ
れ、その結合場の少なくとも1つのパラメータが変えら
れて捕捉されたイオンの内から選択されたものを連続的
に励起する(例えば検出のために)。補充場は周期的に
変化し、その周波数は捕捉場のみによって安定的に捕捉
されたイオンの運動の周波数に近似的に一致する(しか
し異なる)「非共鳴」周波数である。その補充場はここ
では「非共鳴」(「共鳴外れ」)場というように示すこ
とがある。
According to the invention of the present application, the trapping field is a trap region (for example,
Established in region 16) of FIG. 1, ions are formed or directed to the trapping field where they are stably trapped. The capture field is within a selected range corresponding to the capture range of the ion frequency.
Ions with an m / z ratio can be stored. A binding field (comprising a capture field and a replenishment field) is established in the trapping region and at least one parameter of the binding field is varied to continuously excite selected ones of the captured ions (eg, detection). for). The replenishment field varies periodically, and its frequency is an "non-resonant" frequency that approximately matches (but differs) the frequency of motion of the ions stably captured by the capture field alone. The replacement field may be referred to herein as a "non-resonant"("off-resonant") field.

本願発明による連続的なイオン励起によると(「非共
鳴」走査又は励起)、トラップ領域から捕捉イオン列を
瞬時に排出することができるが(又は、そのような列中
の各イオンを所望の目的のために十分な程度まで瞬時に
励起することができるが)、それは、非共鳴場が列内の
各イオンの軌道の増加を引き起こすからであり、また、
非共鳴場が十分な大きさのピークピーク振幅を持って各
イオンの軌道を所望の短い時間周期内で所望の大きさま
で増加することができるからである。
With continuous ion excitation according to the present invention ("non-resonant" scanning or excitation), an array of trapped ions can be instantaneously ejected from the trapping region (or each ion in such an array can be targeted for a desired purpose). Can be excited to a sufficient degree for the moment) because the non-resonant field causes an increase in the trajectory of each ion in the train, and
This is because the nonresonant field can increase the trajectory of each ion to a desired magnitude within a desired short time period with a sufficient peak-peak amplitude.

実施例の1つの種類においては、捕捉イオンは、結合
場の捕捉場成分の少なくとも1つのパラメータを変える
間に、非共鳴場を一定に保持することによって連続的に
励起される。他の実施例においては、捕捉イオンは、捕
捉場を一定に保持する間に、非共鳴場の少なくとも1つ
のパラメータを変えることによって連続的に励起され
る。
In one type of embodiment, the trapped ions are continuously excited by keeping the non-resonant field constant while changing at least one parameter of the trap field component of the binding field. In another embodiment, the trapped ions are excited continuously by changing at least one parameter of the non-resonant field while keeping the trapped field constant.

すべての実施例においては、非共鳴場のピークピーク
振幅は十分に高く保持されて、イオンが共鳴励起になる
前にそれらのイオンを励起する(非共鳴励起機構を介し
て)。例えば、非共鳴場周波数が掃引されると、非共鳴
場のピークピーク振幅が十分に高く保持されて、連続す
る捕捉イオンの各々を、非共鳴励起を介して結合場から
排出するが、それは連続内のすべてのイオンの永続的運
動が、変化する結合場内で共鳴励起になる前に行われ
る。
In all embodiments, the peak-to-peak amplitude of the non-resonant field is kept high enough to excite the ions (via a non-resonant excitation mechanism) before the ions become resonantly excited. For example, as the non-resonant field frequency is swept, the peak-to-peak amplitude of the non-resonant field is held high enough to eject each successive trapped ion from the coupled field via non-resonant excitation, which is Permanent motion of all ions within is performed before it becomes resonant excitation in the changing coupling field.

これに対し、従来の共鳴励起方法においては、結合場
パラメータ及び(一定の又は変化する)補充場(その周
波数は捕捉イオンの永続的周波数と一致する)のピーク
ピーク振幅の変化速度は制御されて、異なる(しかし類
似する)m/z比率を持つイオンの同時排出(つまり、第1
m/z比率を持つイオンの共鳴励起と第1m/z比率とは僅か
に異なる第2m/z比率を持つ第2イオンの同時非共鳴励起
とを介して)を引き起こす値より低い値に保持される。
典型的な従来の共鳴励起においては、補充場のピークピ
ーク振幅は1ボルトより小さな値に制御されなければな
らないが(上述の干渉影響を排除するため)、本願発明
の対応する実施例(同一の捕捉場を採用するもの)にお
いては、非共鳴場を生成する補充信号は1ボルトよりか
なり大きなピークピーク振幅を持つことができる(質量
分析が従来の共鳴励起の場合よりもかなり速やかに実行
することができるようになるためである)。
In contrast, in conventional resonant excitation methods, the rate of change of the coupling field parameters and the peak-to-peak amplitude of the (constant or changing) supplementary field, whose frequency coincides with the permanent frequency of the trapped ions, is controlled. , Simultaneous ejection of ions with different (but similar) m / z ratios (ie,
(i.e., via a simultaneous non-resonant excitation of an ion having an m / z ratio and a second ion having a second m / z ratio slightly different from the first m / z ratio). You.
In typical conventional resonance excitation, the peak-to-peak amplitude of the fill field must be controlled to less than 1 volt (to eliminate the interference effects described above), but the corresponding embodiment of the present invention (identical to In those that employ a capture field, the supplementary signal that produces the non-resonant field can have a peak-to-peak amplitude much greater than 1 volt (the mass spectrometry performs much faster than with conventional resonant excitation). Is possible).

図2を参照すると、本願発明に係る変化する結合場の
非共鳴場成分が以下の方法により連続する捕捉イオンを
励起する。各捕捉イオンの運動の周波数は安定包絡線内
の点に位置付けられたパラメータによって画定される
(捕捉場が四極子場ではない実施例においては安定包絡
線の形状は図2のものとは異ならせることができる)。
変化する結合場の非共鳴場成分は連続内の各イオンを励
起して(非共鳴励起を介して)イオンを不安定にするこ
となくイオンの軌道を拡大する。言い換えると、非共鳴
励起の間、イオンの運動のパラメータは安定包絡線内の
ある点に位置付けられ続ける。各イオンは、安定包絡線
内でイオンが位置付けられる点が共鳴点と一致する前に
(つまり、イオン運動の周波数が印加補充AC信号の周波
数と一致する前に、その結果、イオンが、変化する結合
場内で共鳴励起になる前に)、所望の時間内で(非共鳴
励起を介して)所望の程度まで励起される。
Referring to FIG. 2, the non-resonant field component of the changing coupling field according to the present invention excites successive trapped ions in the following manner. The frequency of motion of each trapped ion is defined by a parameter located at a point within the stable envelope (in embodiments where the trapped field is not a quadrupole field, the shape of the stable envelope will differ from that of FIG. 2). be able to).
The non-resonant field component of the changing coupling field excites each ion in the continuum and expands the trajectory of the ion without destabilizing the ion (via non-resonant excitation). In other words, during non-resonant excitation, the parameters of ion motion continue to be located at some point within the stability envelope. Each ion changes before the point where the ion is located within the stability envelope coincides with the resonance point (ie, before the frequency of the ion motion matches the frequency of the applied supplemental AC signal). It is excited to a desired extent (via non-resonant excitation) within a desired time (before resonance excitation in the binding field).

望ましい実施例においては、変化する結合場は選択さ
れた捕捉イオンを結合場から検出のために(又は検出で
はない目的のために)連続的に排出する。他の実施例に
おいては、本願発明は捕捉イオンを結合場から排出する
ことなくそれを連続的に励起する。
In a preferred embodiment, the changing binding field continuously ejects selected trapped ions from the binding field for detection (or for non-detection purposes). In another embodiment, the present invention excites the captured ions continuously without ejecting them from the binding field.

望ましい実施例においては、結合場は三次元四極子イ
オントラップ(例えば図1に示すもの)のトラップ領域
(例えば、図1に示す領域16)内に確立される。それら
の実施例においては、結合場は、上述の基本電圧をトラ
ップの1つ又は2以上のリング電極及び端部電極に印加
することによって生成される四極子捕捉場と、補充AC電
圧を端部電極に印加することによって生成される非共鳴
補充場とからなる。基本電圧のRF(又はDC)成分の振幅
(又はRF成分の周波数)は、補充AC電圧を端部電極に印
加する間に、走査若しくは別の方法で変更することがで
き、又は四極子捕捉場は、補充AC電圧のパラメータを走
査若しくは別の方法で変更する間に、一定に保持するこ
とができ、これにより、m/z比率のレンジを持つイオン
を検出のために(又はバッファガスの存在内でイオン反
応又は分離を誘導するようなことを含む様々な他の目的
のいずれのために)連続的に励起することができる。
In a preferred embodiment, the coupling field is established in a trapping region (eg, region 16 shown in FIG. 1) of a three-dimensional quadrupole ion trap (eg, shown in FIG. 1). In those embodiments, the coupling field comprises a quadrupole capture field created by applying the above-described fundamental voltage to one or more ring and end electrodes of the trap, and a supplemental AC voltage to the end. And a non-resonant fill field created by application to the electrodes. The amplitude of the RF (or DC) component of the fundamental voltage (or the frequency of the RF component) can be scanned or otherwise altered while the supplemental AC voltage is applied to the end electrodes, or the quadrupole capture field Can be held constant while scanning or otherwise changing the parameters of the refill AC voltage, thereby detecting ions with a range of m / z ratios (or the presence of buffer gas). It can be excited continuously (for any of a variety of other purposes, including inducing ionic reactions or separations within).

第2の補充場を捕捉場に重ねて(非共鳴場を捕捉場に
重畳する前に又はその間に)、第2の選択されたレンジ
内のm/z比率を持つ不要なイオンを結合場から排出する
ことができ、そこでは、第2補充場は、第1周波数から
ノッチ周波数帯域までの低周波レンジ内の周波数成分
と、そのノッチ周波数帯域から第2周波数までの高周波
レンジ内の周波数成分とを持ち、また、第1周波数及び
第2周波数にまたがる周波数レンジは捕捉レンジを含
む。そのような第2の補充場はイオンをトラップ領域か
ら排出し(選択されたイオンとは異なるもの)、これに
より、そうでない場合に、連続する質量分析操作を妨げ
るであろう不要なイオンの蓄積を妨げる。
A second supplemental field is superimposed on the capture field (before or during the non-resonant field is superimposed on the capture field) and unwanted ions having m / z ratios within a second selected range are removed from the binding field. Where the second replenishment field comprises frequency components in the low frequency range from the first frequency to the notch frequency band and frequency components in the high frequency range from the notch frequency band to the second frequency. And the frequency range spanning the first frequency and the second frequency includes the acquisition range. Such a second replenishment field ejects ions from the trapping area (different from the selected ions), thereby accumulating unwanted ions that would otherwise prevent a continuous mass spectrometry operation. Hinder.

上述の実施例の変形においては、第2補充場は2又は
3以上のノッチ帯域を持つ(つまり、周波数成分の不存
在)。例えば、第2補充場は、第1周波数から第1ノッ
チ周波数帯域間での低周波レンジ内の周波数成分と、そ
の第1ノッチ周波数帯域から第2ノッチ周波数帯域間で
の中間周波数レンジ内の周波数成分と、その第2ノッチ
周波数帯域から第2周波数までの高周波レンジ内の周波
数成分とを持つことができる。多くの質量分析の応用の
ために、第2補充場の周波数成分の各々は望ましくは10
mVから10ボルトまでの範囲の振幅を持つ。
In a variation of the above-described embodiment, the second fill field has two or more notch bands (ie, no frequency components). For example, the second supplementary field includes a frequency component in a low frequency range between the first frequency and the first notch frequency band and a frequency component in an intermediate frequency range between the first notch frequency band and the second notch frequency band. And a frequency component in a high frequency range from the second notch frequency band to the second frequency. For many mass spectrometry applications, each of the second supplemental field frequency components is desirably 10
Has an amplitude ranging from mV to 10 volts.

いくつかの実施例においては、結合場の1又は2以上
のパラメータを変えて、(MS)質量分析操作(ここで
n=2、3、4またはそれより多い)を実行するように
捕捉イオンを連続的に励起する。そのような(MS)
作においては、結合場は変えられて(例えば、その結合
場の非共鳴場成分を切り換えると共にその周波数を変え
ることによって)、親又は娘イオンの分離を引き起こ
し、その後、異なる方法で(例えば、掃引又は走査され
ることにより)変えられて娘イオンの質量分析を実行す
る。
In some embodiments, one or more parameters of the binding field may be varied to perform the (MS) n mass spectrometry operation (where n = 2, 3, 4, or more) to capture trapped ions. Are continuously excited. In such (MS) n operations, the binding field is changed (eg, by switching the non-resonant field components of the binding field and changing its frequency), causing the separation of parent or daughter ions, Performed in a different manner (eg, by being swept or scanned) to perform mass analysis of daughter ions.

上述の実施例のいずれにおいても、捕捉場及び非共鳴
場は電圧信号をトラップ領域を囲むイオントラップ装置
電極に印加することによって確立される。望ましい実施
例においては、捕捉場は正弦波基本電圧によって決定さ
れる四極子場であり、正弦波基本電圧は、四極子イオン
トラップのリング電極及び端部電極の1つ又は2以上に
印加されるDC電圧成分(振幅Uのもの)とRF電圧成分
(振幅V及び周波数ωのもの)とを持つ。
In any of the embodiments described above, the capture and non-resonant fields are established by applying a voltage signal to the ion trap device electrode surrounding the trapping region. In a preferred embodiment, the capture field is a quadrupole field determined by a sinusoidal fundamental voltage, which is applied to one or more of the ring and end electrodes of the quadrupole ion trap. It has a DC voltage component (of amplitude U) and an RF voltage component (of amplitude V and frequency ω).

望ましい実施例においては、バッファ又は衝突ガス
(例えば、ヘリウム、水素、アルゴン、又は窒素のよう
なものであるが、それらには限定されない)が、実験及
び/又は質量分析工程のいかなる部分の間でも(つま
り、結合場を変化する工程の間に)トラップ領域に導か
れ又はそれから除去されて質量分解能及び/又は感度を
改善する。
In a preferred embodiment, a buffer or collision gas (such as, but not limited to, helium, hydrogen, argon, or nitrogen) is provided during any part of the experimental and / or mass spectrometry steps. Directed to or removed from the trap region (ie, during the step of changing the coupling field) to improve mass resolution and / or sensitivity.

本願発明の他の実施例においては、結合場の捕捉場成
分は六極子(又は八極子又はより高次数の多数極子)捕
捉場であり、それは正弦波(又は他の周期的な)基本電
圧を六極子(又は八極子又はより高次数の多数極子)イ
オントラップの電極に印加することによって確立され
る。
In another embodiment of the present invention, the capture field component of the coupling field is a hexapole (or octupole or higher order multipole) capture field, which generates a sinusoidal (or other periodic) fundamental voltage. It is established by applying to the electrodes of a hexapole (or octupole or higher order multipole) ion trap.

本願発明のいずれの実施例においても、 結合場を変更する間、その結合場の1又は2以上のパ
ラメータの変更速度は所望の質量分析を達成するように
制御され、 結合場を変更する間に自動感度制御方法を用いること
ができ、 結合場を変更する間に非連続質量分析を実行すること
ができ(例えば、結合場は、それに連続する非共鳴場を
重ねることによって変更することができ、その場合、各
非共鳴場は任意に選択されたm/z比率のイオンを励起す
るように選択された周波数を持つ)、 結合場は第2補充場を含むことができ、それは、例え
ば、質量分析操作にともなう密封されたイオントラップ
(例えば、Oリングによって密封されたもの)への透過
性ガスの漏出やいずれかの他の不要なm/z比率による干
渉を排除するように選択された周波数帯域での1又は2
以上のノッチ(つまり、周波数が存在しない)を含む周
波数帯域を持つことができ、 結合場は1又は2以上の「ポンプ」場を含むことがで
きる(各々は捕捉場と実質的に同一の空間形状を持
つ)。それらの場は、例えば、選択されて、結合された
捕捉及びポンプ場が、化学的イオン化(CI)操作又は選
択反応イオンCI操作のような所望の質量分析操作を実行
するために適切に選択された周波数帯域に1又は2以上
のノッチを含む周波数帯域を画定し、その間に不要なイ
オンの存在による損傷からイオン検出器を保護すること
ができ、 結合場の存在においては、イオントラップに導かれた
電子のエネルギーを制御してその電子が不要なイオンを
作り出さないようにすることができ(例えば、トラップ
及び/又は関連する真空チャンバ内で衝突、CI及び/又
は溶媒ガスをイオン化することによって)、 結合場はイオンサイクロトロン共鳴(ICR)トラップ
に確立することができ、また、結合場を変えてイオンを
検出のためにそのICRトラップ内で励起することがで
き、 異なるガス圧をイオン注入移送システム、イオントラ
ップ及び/又はイオン検出器に維持して分析全体の実行
を最適化することができ、 イオントラップ又は真空システムを用いることがで
き、それは空中ガスを結合場の領域に供給するように設
計されたOリング又は透過膜を持ち、1若しくは2以上
のガスはイオン化されるとともにCI若しくは電荷交換反
応の実行に用いるために蓄積され、又はイオン化されな
いガスはトラップイオンの衝突分離又は冷却を行うこと
ができ、さらに、 分析イオンを蓄積かつ/又は集中し、さらに質量分析
計の真空チャンバとして機能する電極構造を持つイオン
トラップ質量分析計においては、結合場は不要なイオン
を電極構造内から除去するための周波数−振幅帯域を持
つように設計できる。
In any of the embodiments of the present invention, while changing the binding field, the rate of change of one or more parameters of the binding field is controlled to achieve the desired mass spectrometry, while changing the binding field. Automatic sensitivity control methods can be used, and discontinuous mass spectrometry can be performed while changing the binding field (eg, the binding field can be changed by superimposing a continuous non-resonant field on it, In that case, each non-resonant field has a frequency selected to excite ions of an arbitrarily selected m / z ratio), the coupling field may include a second supplementary field, which may include, for example, a mass A frequency selected to eliminate leakage of permeable gas into the sealed ion trap (eg, sealed by an O-ring) and any other unwanted m / z ratio interference associated with the analytical operation Band 1 or 2 in
Can have a frequency band that includes more than one notch (ie, no frequency is present), and the coupling field can include one or more “pump” fields (each having substantially the same space as the capture field). With shape). The fields are selected, for example, so that the combined capture and pump fields are appropriately selected to perform the desired mass spectrometry operation, such as a chemical ionization (CI) operation or a selective reactive ion CI operation. A frequency band that includes one or more notches in the defined frequency band, during which the ion detector can be protected from damage due to the presence of unwanted ions, and in the presence of a coupling field, guided to the ion trap. The energy of the generated electrons can be controlled so that they do not create unwanted ions (eg, by bombardment in a trap and / or associated vacuum chamber, by ionizing CI and / or solvent gas). A binding field can be established in the ion cyclotron resonance (ICR) trap, and the binding field can be altered to detect ions in the ICR trap. Different gas pressures can be maintained in the ion implantation and transfer system, the ion trap and / or the ion detector to optimize the performance of the entire analysis, an ion trap or a vacuum system can be used, It has an O-ring or permeable membrane designed to supply airborne gas to the region of the binding field, and one or more gases are ionized and stored for use in performing CI or charge exchange reactions, or Gases that are not ionized can collide or cool the trapped ions, accumulate and / or concentrate the analyzed ions, and in ion trap mass spectrometers with electrode structures that function as a vacuum chamber in the mass spectrometer. The coupling field is designed to have a frequency-amplitude band to remove unnecessary ions from the electrode structure. That.

本願発明の上記の方法の他の様々な変更及び変形は本
願発明の範囲及び意図を逸脱することなく当業者には明
白であろう。本願発明は特定の望ましい実施例に関して
説明されたが、請求の範囲に記載されたように、本願発
明はそのような特定の実施例に不当に限定されるべきで
はない点は理解すべきである。
Various other modifications and variations of the above-described method of the present invention will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the present invention. Although the invention has been described with reference to certain preferred embodiments, it should be understood that the invention is not to be unduly limited to such specific embodiments, as set forth in the following claims. .

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(a)選択された範囲内の質量対電荷比を
持つイオンを安定的に捕捉できるトラップ領域を四極子
イオントラップ装置に形成する工程と、 (b)電圧を前記四極子イオントラップ装置の少なくと
も1つの電極に印加することによって前記トラップ領域
内で選択された捕捉イオンを励起する工程とを含む質量
分析方法であって、 前記工程(b)が、 前記電圧のパラメータを変えて、前記トラップ領域にお
けるピークピーク振幅を実質的に高く保持し、これによ
り、前記選択された捕捉イオンが共鳴励起になる前に、
該選択された捕捉イオンを非共鳴励起作用によって連続
的に励起する工程を含む方法。
1. A quadrupole ion trap device comprising: (a) forming a trap region capable of stably trapping ions having a mass-to-charge ratio within a selected range; and (b) applying a voltage to said quadrupole ion. Exciting the selected trapped ions in the trapping region by applying to at least one electrode of a trapping device, wherein the step (b) comprises changing the parameter of the voltage. Holding the peak-to-peak amplitude in the trapping region substantially high, so that before the selected trapped ions become resonantly excited,
A method comprising continuously exciting the selected trapped ions by non-resonant excitation.
【請求項2】請求項1の方法において、前記ピークピー
ク振幅は1ボルトより大きな振幅である方法。
2. The method of claim 1 wherein said peak-to-peak amplitude is greater than 1 volt.
【請求項3】請求項1の方法において、前記パラメータ
は前記電圧の振幅又は周波数である方法。
3. The method of claim 1, wherein said parameter is an amplitude or a frequency of said voltage.
【請求項4】請求項1の方法において、前記電圧は、振
幅V及び周波数ωのRF電圧成分を持つ正弦波基本電圧信
号又は振幅Vsupp及び周波数ωsuppの正弦波補充電圧信
号である方法。
4. The method of claim 1 wherein said voltage is a sinusoidal fundamental voltage signal having an RF voltage component of amplitude V and frequency ω or a sine wave supplemental voltage signal of amplitude V supp and frequency ω supp .
【請求項5】請求項4の方法において、前記正弦波基本
電圧はDC電圧成分も持つ方法。
5. The method of claim 4, wherein said sinusoidal fundamental voltage also has a DC voltage component.
【請求項6】請求項1の方法において、前記工程(b)
は前記パラメータの変化速度を制御して所望の質量分析
を達成する工程を含む方法。
6. The method of claim 1, wherein said step (b)
Controlling the rate of change of said parameters to achieve the desired mass spectrometry.
【請求項7】(a)選択された範囲内の質量対電荷比を
持つイオンを安定的に捕捉できるトラップ領域を四極子
イオントラップ装置に形成する工程と、 (b)電圧を前記四極子イオントラップ装置の少なくと
も1つの電極に印加することによって前記トラップ領域
内で選択された捕捉イオンを励起する工程であって、前
記電圧のパラメータを変えて、前記トラップ領域におけ
るピークピーク振幅を実質的に高く保持し、これによ
り、前記選択された捕捉イオンが共鳴励起になる前に、
該選択された捕捉イオンを非共鳴励起作用によって励起
して非連続的に質量分析を実行する工程とを含む質量分
析方法。
7. A step of: (a) forming a trap region in a quadrupole ion trap device capable of stably capturing ions having a mass-to-charge ratio within a selected range; and (b) applying a voltage to said quadrupole ion. Exciting the selected trapped ions in the trapping region by applying to at least one electrode of a trapping device, changing the parameter of the voltage to substantially increase the peak-to-peak amplitude in the trapping region. Holding, so that before the selected trapped ions become resonantly excited,
Exciting the selected trapped ions by non-resonant excitation to perform mass spectrometry discontinuously.
【請求項8】(a)選択された範囲内の質量対電荷比を
持つイオンを安定的に捕捉できるトラップ領域を四極子
イオントラップ装置に形成する工程と、 (b)前記トラップ領域内で選択された捕捉イオンを励
起する工程であって、該励起のための信号が選択周波数
帯域において少なくとも1つのノッチを含む周波数帯域
を持ち、また、該工程の間に、前記イオントラップ領域
を形成する信号のピークピーク振幅を実質的に高く保持
し、これにより、前記選択された捕捉イオンが共鳴励起
になる前に、該選択された捕捉イオンを非共鳴励起作用
によって励起する工程とを含む質量分析方法。
8. A step of forming in the quadrupole ion trap device a trap region capable of stably trapping ions having a mass-to-charge ratio within a selected range; and (b) selecting within the trap region. Exciting the captured ions, wherein the signal for the excitation has a frequency band including at least one notch in a selected frequency band, and a signal forming the ion trap region during the step. Exposing the selected trapped ions by non-resonant excitation before the selected trapped ions become resonantly excited. .
【請求項9】(a)選択された範囲内の質量対電荷比を
持つイオンを安定的に捕捉できるトラップ領域を四極子
イオントラップ装置に形成する工程と、 (b)前記トラップ領域内で選択された捕捉イオンを励
起する工程であって、該工程の間に、前記イオントラッ
プ領域を形成する信号のピークピーク振幅を実質的に高
く保持し、これにより、前記選択された捕捉イオンが共
鳴励起になる前に、該選択された捕捉イオンを比共鳴励
起作用によって励起し、また、前記イオントラップ領域
内で、前記選択された捕捉イオンの各々の軌道を所望の
時間内に所望の大きさまで拡大する工程とを含む質量分
析方法。
9. A step of forming a trap region capable of stably trapping ions having a mass-to-charge ratio in a selected range in a quadrupole ion trap device; and (b) selecting a trap region in the trap region. Exciting the trapped ions, during which the peak-to-peak amplitude of the signal forming the ion trapping region is maintained substantially high, such that the selected trapped ions undergo resonance excitation. Before the selected trapped ions are excited by specific resonance excitation, and within the ion trapping area, the trajectory of each of the selected trapped ions is expanded to a desired size within a desired time. Mass spectrometry method comprising the steps of:
【請求項10】(a)選択された範囲内の質量対電荷比
を持つイオンを安定的に捕捉できるトラップ領域を四極
子イオントラップ装置に形成する工程と、 (b)前記トラップ領域内で選択された捕捉イオンを励
起して、前記イオントラップ領域を形成する信号のピー
クピーク振幅を実質的に高く保持し、これにより、前記
選択された捕捉イオンが共鳴励起になる前に、該選択さ
れた捕捉イオンを非共鳴励起作用によって連続的に励起
する工程と、 (c)衝突ガス又はバッファガスの少なくとも一方を前
記トラップ領域に導いて質量分解能及び感度の少なくと
も一方を改善する工程とを含む質量分析方法。
10. A step of forming a trap region capable of stably trapping ions having a mass-to-charge ratio within a selected range in a quadrupole ion trap device; and (b) selecting a trap region in the trap region. Exciting the trapped ions to keep the peak-to-peak amplitude of the signal forming the ion trap region substantially high, so that the selected trapped ions are not excited before resonance excitation. (C) guiding at least one of a collision gas or a buffer gas to the trap region to improve at least one of mass resolution and sensitivity. Method.
【請求項11】(a)選択された範囲内の質量対電荷比
を持つイオンを安定的に捕捉するために2つのトラップ
領域を四極子イオントラップ装置のイオントラップ領域
に重畳させて形成する工程と、 (b)前記イオントラップ領域において、選択された捕
捉イオンを連続的に励起するために前記2つのトラップ
領域を形成するための信号のピークピーク振幅を実質的
に高く保持し、該信号の少なくとも1つのパラメータを
走査する工程とを含み、 前記工程(b)が、 前記2つのトラップ領域の一方を固定する一方他方のト
ラップ領域におけるピークピーク振幅を実質的に高く保
持し、これにより、前記選択された捕捉イオンが共鳴励
起になる前に、該選択された捕捉イオンを非共鳴励起作
用によって連続的に励起する工程を含む質量分析方法。
11. A step of forming two trap regions overlapping with an ion trap region of a quadrupole ion trap device in order to stably capture ions having a mass-to-charge ratio within a selected range. (B) maintaining substantially high peak-to-peak amplitudes of signals for forming the two trapping regions in the ion trapping region to continuously excite selected trapped ions; Scanning at least one parameter, wherein said step (b) fixes one of said two trapping regions while keeping the peak-to-peak amplitude in the other trapping region substantially high, whereby the said A mass spectrometry method comprising the step of continuously exciting the selected trapped ions by non-resonant excitation before the selected trapped ions become resonantly excited. .
【請求項12】請求項11の方法において、前記イオント
ラップ領域は基本電圧を四極子イオントラップ装置の少
なくとも1つの電極に印加することによって形成され、
さらに、前記工程(b)は、 前記基本電圧の成分の振幅を走査する工程を含む方法。
12. The method of claim 11, wherein said ion trapping region is formed by applying a basic voltage to at least one electrode of a quadrupole ion trap device.
Further, the method (b) includes a step of scanning the amplitude of the component of the basic voltage.
【請求項13】請求項11の方法において、前記イオント
ラップ領域は基本電圧を四極子イオントラップ装置の少
なくとも1つの電極に印加することによって形成され、
さらに、前記工程(b)は、 前記基本電圧の周波数を走査する工程を含む方法。
13. The method of claim 11, wherein said ion trapping region is formed by applying a fundamental voltage to at least one electrode of a quadrupole ion trap device.
Further, the step (b) includes a step of scanning a frequency of the basic voltage.
【請求項14】(a)選択された範囲内の質量対電荷比
を持つイオンを安定的に捕捉できるトラップ領域を四極
子イオントラップ装置に形成する工程と、 (b)前記トラップ領域において、選択された捕捉イオ
ンを連続的に励起するために前記トラップ領域を形成す
る信号のピークピーク振幅を実質的に高く保持し、前記
トラップ領域を形成するための信号の少なくとも1つの
パラメータを走査する工程とを含み、 前記工程(b)が、 前記トラップ領域を形成する信号のパラメータを1つの
パラメータを走査する工程であって、該トラップ領域を
形成する信号のピークピーク振幅を実質的に高く保持
し、これにより、前記選択された捕捉イオンが共鳴励起
になる前に、該選択された捕捉イオンを非共鳴励起作用
によって連続的に励起する工程を含む質量分析方法。
14. A quadrupole ion trap device comprising: (a) forming a trap region capable of stably capturing ions having a mass-to-charge ratio within a selected range; and (b) selecting a trap region in the trap region. Maintaining the peak-to-peak amplitude of the signal forming the trapping region substantially high to continuously excite the trapped ions captured, and scanning at least one parameter of the signal for forming the trapping region; Wherein the step (b) is a step of scanning a parameter of the signal forming the trap region by one parameter, and keeping a peak-to-peak amplitude of the signal forming the trap region substantially high; Thereby, before the selected trapped ions are excited by resonance, the step of continuously exciting the selected trapped ions by the non-resonant excitation action is performed. Mass spectrometry method comprising.
【請求項15】請求項14の方法において、前記イオント
ラップ領域は前記補充AC電圧を四極子イオントラップ装
置の少なくとも1つの電極に印加することによって形成
され、さらに、前記工程(b)は、 前記補充AC電圧の成分の振幅を走査する工程を含む方
法。
15. The method of claim 14, wherein said ion trapping region is formed by applying said supplemental AC voltage to at least one electrode of a quadrupole ion trap device, and said step (b) further comprises: Scanning the amplitude of a component of the supplemental AC voltage.
【請求項16】請求項14の方法において、前記イオント
ラップ領域は補充AC電圧を四極子イオントラップ装置の
少なくとも1つの電極に印加することによって形成さ
れ、さらに、前記工程(b)は、 前記補充AC電圧の周波数を走査する工程を含む方法。
16. The method of claim 14, wherein said ion trapping region is formed by applying a replenishing AC voltage to at least one electrode of a quadrupole ion trap device, and said step (b) further comprises the step of: A method comprising scanning the frequency of an AC voltage.
【請求項17】(a)選択された範囲内の質量対電荷比
を持つイオンを安定的に捕捉できるトラップ領域を四極
子イオントラップ装置に形成する工程と、 (b)前記トラップ領域において、選択された捕捉イオ
ンを連続的に励起するために前記イオントラップを形成
するための信号の少なくとも1つのパラメータを走査す
る工程であって、前記励起のための信号が、選択周波数
帯域において少なくとも1つのノッチを含む周波数帯域
を持ち、また、該工程の間に、前記イオントラップ領域
を形成する信号のピークピーク振幅を実質的に高く保持
し、これにより、前記選択された捕捉イオンが共鳴励起
になる前に、該選択された捕捉イオンを非共鳴励起作用
によって連続的に励起する工程とを含む質量分析方法。
17. A quadrupole ion trap device comprising: (a) forming a trap region capable of stably capturing ions having a mass-to-charge ratio within a selected range; and (b) selecting a trap region in the trap region. Scanning at least one parameter of a signal for forming the ion trap to continuously excite the captured ions, wherein the signal for excitation comprises at least one notch in a selected frequency band. And keeping the peak-to-peak amplitude of the signal forming the ion trap region substantially high during the process, so that the selected trapped ions become resonantly excited. And continuously exciting the selected trapped ions by a non-resonant excitation action.
【請求項18】(a)選択された範囲内の質量対電荷比
を持つイオンを安定的に捕捉できるトラップ領域を四極
子イオントラップ装置に形成する工程と、 (b)前記トラップ領域内で選択された捕捉イオンを連
続的に励起するために前記イオントラップを形成するた
めの信号の少なくとも1つのパラメータを走査する工程
であって、該工程(b)の間に、前記信号は十分に大き
なピークピーク振幅を持ち、これにより、前記選択され
た捕捉イオンが共鳴励起になる前に、該選択された捕捉
イオンを非共鳴励起作用によって励起し、また、前記選
択されたトラップイオンの各々の軌道を所望の時間内に
所望の大きさまで拡大する工程とを含む質量分析方法。
18. A quadrupole ion trap device comprising: (a) forming a trap region capable of stably trapping ions having a mass-to-charge ratio within a selected range; and (b) selecting within the trap region. Scanning at least one parameter of a signal for forming the ion trap to continuously excite the trapped ions, wherein during step (b) the signal has a sufficiently large peak. Having a peak amplitude, whereby the selected trapped ions are excited by non-resonant excitation before the selected trapped ions become resonantly excited, and the trajectory of each of the selected trapped ions is changed. Magnifying to a desired size within a desired time.
【請求項19】(a)選択された範囲内の質量対電荷比
を持つイオンを安定的に捕捉できるトラップ領域を四極
子イオントラップ装置に形成する工程と、 (b)前記トラップ領域内で選択された捕捉イオンを連
続的に励起するために前記イオントラップ領域を形成す
るための信号の少なくとも1つのパラメータを走査して
ピークピーク振幅を実質的に高く保持し、これにより、
前記選択された捕捉イオンが共鳴励起になる前に、該選
択された捕捉イオンを非共鳴励起作用によって連続的に
励起する工程と、 (c)衝突ガス及びバッファガスの少なくとも一方を前
記トラップ領域に導いて質量分解能及び感度の少なくと
も一方を改善する工程とを含む質量分析方法。
19. A quadrupole ion trap device comprising: (a) forming a trap region capable of stably trapping ions having a mass-to-charge ratio within a selected range; and (b) selecting within the trap region. Scanning at least one parameter of the signal to form the ion trapping region to continuously excite the trapped ions captured to keep the peak-to-peak amplitude substantially high;
(C) continuously exciting the selected trapped ions by non-resonant excitation before the selected trapped ions become resonantly excited; and (c) placing at least one of a collision gas and a buffer gas in the trap region. And improving at least one of mass resolution and sensitivity.
【請求項20】請求項1の方法において、前記工程
(b)は前記選択された捕捉イオンを検出のために連続
的に励起する工程を含む方法。
20. The method of claim 1, wherein said step (b) comprises continuously exciting said selected trapped ions for detection.
【請求項21】請求項1の方法において、前記工程
(b)は前記選択された捕捉イオンを前記トラップ領域
から排出するために連続的に励起する工程を含む方法。
21. The method of claim 1, wherein step (b) comprises continuously exciting the selected trapped ions for ejection from the trapping region.
【請求項22】請求項1の方法において、前記工程
(b)は前記選択されたイオンを前記トラップ領域から
排出するために連続的に励起し、これに続いて前記トラ
ップ領域の外側に配置された検出器による検出が行われ
る工程を含む方法。
22. The method of claim 1, wherein said step (b) is continuously excited to eject said selected ions from said trapping region, and is subsequently located outside said trapping region. Detecting by the detector.
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